BC/NW 2018 № 1 (32):10.5

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ТАЙЛОВОЙ И КЛАСТЕРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Ершов Д. А., Орлов Д. А.

На текущий момент системы компьютерной визуализации получили широкое распространение, в особенности в системах виртуальной и дополненной реальности, в различных тренажерах и компьютерных играх, где необходимо обрабатывать сложные трехмерные сцены в реальном времени. Одной из важных проблем при такой визуализации является расчет освещенности от большого количества источников света.

Ранее мною были рассмотрены основные методы, позволяющие частично справиться с данной проблемой [1]. Наиболее эффективным из них оказался метод отложенного освещения (deferred shading). Однако при большом количестве источников освещения данный подход не способен обеспечить приемлемую производительность.

Одним из методов, использующихся для эффективной обработки источников света, является тайловая (плиточная) визуализация, которая может применяться как с методом упреждающей визуализации (forward shading), так и с методом отложенного освещения [2].

Принцип тайловой визуализации состоит в группировании пикселей итогового изображения в прямоугольные участки и отсечении источников освещения, не влияющих на освещенность пикселей внутри тайла. Однако для тайлов, пиксели которых существенно отличаются значениями глубины, эффективность отсечения обрабатываемых источников света существенно снижается. Решением данной проблемы является метод кластерной визуализации [2], который заключается в разбиении трехмерного пространства на определенное количество сегментов, для которых выполняется эффективное отсечение источников освещения.

Целями данного исследования являются: разработка оптимизированной реализации методов тайловой и кластерной визуализации с использованием библиотеки OpenGL [3] и проведение сравнительного анализа времени на обработку одного кадра и используемой видеопамяти. Для сравнения методов разработан инструментарий визуализации.

Литература

1. Ершов Д. А., рук. Орлов Д. А. Исследование и применение методов визуализации

сложных трехмерных сцен в реальном времени // Двадцать Третья Междунар.

науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3 т. — М.: Издательский дом

МЭИ, 2017. Т. 1, стр. 277.

2. Olsson O., Billeter M., Assarsson U. Clustered deferred and forward shading. High

Perform. Graph. 2012. С. 1–10.

3. Sellers G., Wright R., Haemel N. OpenGL SuperBible, 7th ed., Comprehensive Tutorial

and Reference — Addison-Wesley Professional, 2015, 880 pg.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ТАЙЛОВОЙ И КЛАСТЕРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Ершов Д. А., Орлов Д. А.